Minimalizacja ryzyka technologii wodorowych

Technologie wodorowych ogniw paliwowych (HFC) w pierwszej kolejności znajdą zastosowanie komercyjne między innymi w systemach podtrzymywania zasilania, przenośnych generatorach prądu i zasilaniu pojazdów dostawczych. Z względu na naturę takich zastosowań lub ze względów bezpieczeństwa wymagana jest zazwyczaj eksploatacja we wnętrzach. Pomimo to istniejące przepisy, kodeksy i standardy mają poważne braki w praktycznych definicjach wymagań bezpieczeństwa przy użyciu we wnętrzach.

Prace finansowanego ze środków UE projektu "Pre-normative research on safe indoor use of fuel cells and hydrogen systems" (HYINDOOR) poświęcono kwestiom bezpiecznego użytkowania systemów HFC we wnętrzach w pierwszych przewidywanych obszarach zastosowań. W ramach projektu zajęto się wygenerowaniem wiedzy naukowej i technicznej umożliwiającej opracowanie opłacalnych metod zapanowania nad zagrożeniami i stworzenie najnowocześniejszych wytycznych bezpieczeństwa.

Uczestnicy projektu HYINDOOR zajęli się lukami w wiedzy dotyczącej gromadzenia się wodoru we wnętrzach, obniżania ciśnienia deflagracji i przebiegu pożarów strumieniowych przy niedostatecznej wentylacji. Uzyskana wiedza powinna znaleźć zastosowanie w wytycznych bezpieczeństwa oraz narzędziach inżynieryjnych wspomagających ich wdrażanie. Bezpieczne wprowadzanie ogniw HFC w pierwszych obszarach zastosowań wymaga sformułowania rekomendacji w zakresie zaktualizowania unijnych i międzynarodowych przepisów, kodeksów i standardów.

Partnerzy projektu zajęli się lepszym poznaniem mechanizmów dyspersji i akumulacji wodoru w zamkniętych przestrzeniach. Prace prowadzono w przestrzeni przypominającej typowe pomieszczenie o kubaturze kilkudziesięciu metrów sześciennych z naturalną wentylacją. Wykorzystując istniejące i nowo opracowane modele analityczne i numeryczne, partnerzy zajęli się zidentyfikowaniem charakterystycznych procesów dyspersji wodoru. Uwzględnione parametry to między innymi wielkość obszaru wentylacji, wielkość obszaru zamkniętego i tempo wypływu z nieszczelności.

Przeprowadzono szereg eksperymentów w celu zbadania przebiegów deflagracji mieszaniny wodoru z tlenem w warunkach wentylacji oraz zależności między składem mieszaniny a parametrami obszaru zamkniętego w zakresie wpływu nadciśnienia. Innym zadaniem było przeprowadzenie badań doświadczalnych i obliczeniowych dynamiki pożarów strumieniowych wodoru. Wybrane do badań parametry zewnętrznych pożarów strumieniowych wodoru dotyczyły samogaszenia, ponownego zapłonu, promieniowania i długości płomienia.

Możliwe strategie bezpieczeństwa powinny zostać sformułowane w postaci dokumentu wytycznych zawierającego ważne zasady dotyczące używania wodoru w pomieszczeniach w konfiguracjach zbadanych przez projekt HYINDOOR. Jeśli metody ilościowe nie będą wystarczające do zapewnienia zgodności z regułami bezpieczeństwa, konieczne będzie zaproponowanie dodatkowych zabezpieczeń.